ในระบบปั๊มแบบแรงเหวี่ยง "ส่วนหัว" เป็นมากกว่าพารามิเตอร์ทางเทคนิค โดยจะกำหนดโดยตรงว่าปั๊มสามารถส่งของเหลวไปยังตำแหน่งเป้าหมายและเอาชนะความต้านทานของท่อได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ ข้อผิดพลาดในการคำนวณหัวสามารถนำไปสู่อัตราการไหลไม่เพียงพอและการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างดีที่สุด และการเกิดโพรงอากาศ มอเตอร์โอเวอร์โหลด หรือแม้แต่อุปกรณ์เสียหายอย่างเลวร้ายที่สุด
ไม่ว่าคุณจะออกแบบระบบใหม่ เปลี่ยนปั๊มเก่า หรือแก้ไขปัญหาการทำงานที่ผิดปกติ การเรียนรู้วิธีคำนวณหัวปั๊มที่แม่นยำเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุการทำงานที่มีประสิทธิภาพ มีเสถียรภาพ และประหยัดพลังงาน บทความนี้แบ่งหลักการที่ซับซ้อนออกเป็นขั้นตอนที่ชัดเจน ทำให้ง่ายต่อการเข้าใจแม้จะไม่มีพื้นฐานความรู้ด้านกลศาสตร์ของไหลอย่างลึกซึ้งก็ตาม
ส่วนหัว หมายถึง พลังงานกลทั้งหมดที่ได้รับจากปั๊มแรงเหวี่ยงต่อหน่วยน้ำหนักของของไหล โดยมีหน่วยเป็นเมตร (ม.) หรือฟุต (ฟุต)
หมายเหตุ: หัวหน้า ≠ แรงกดดัน! แม้ว่าจะสามารถแปลงได้โดยใช้สูตร แต่ความหมายทางกายภาพก็แตกต่างกัน:
หัวประกอบด้วยสี่องค์ประกอบ:
| ส่วนประกอบ | คำอธิบาย |
|---|---|
| หัวคงที่ | ✅ ในท่อยาวหรือท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก Hf คิดเป็นมากกว่า 20% ของเฮดทั้งหมด |
| หัวดัน | ความสูงของคอลัมน์ของเหลวที่เท่ากันซึ่งจำเป็นต่อการเอาชนะความแตกต่างของแรงดันระหว่างด้านดูดและด้านระบาย |
| หัวหน้าความเร็ว | คำศัพท์พลังงานจลน์ที่เกิดจากความเร็วการไหลของของไหล (โดยปกติจะน้อย แต่ต้องพิจารณาเป็นกรณีเฉพาะ) |
| หัวหน้าความเร็ว | หัวความเร็ว:ความเร็ว = v²/(2g) = (1.77)²/(2×9.81) data 3.13 / 19.62 data 0.16 m |
✅ สูตรหัวรวม:Htotal = Hstatic + Hpressure + Hvelocity + Hfriction
การขนส่งน้ำอุณหภูมิห้องจากถังดูดแบบเปิดไปยังถังระบายแรงดันโดยมีเงื่อนไขที่ทราบดังต่อไปนี้:
💡 หมายเหตุ: ความดันของถังเปิดคือความดันบรรยากาศ โดยมีความดันเกจเป็น 0 ดังนั้นหัวแรงดันด้านดูดจึงเป็น 0
สมมติว่าพื้นที่หน้าตัดของถังดูดมีขนาดใหญ่กว่าของท่อมาก อัตราการไหลของการดูด อยู่ที่ 0 ดังนั้นจึงจำเป็นต้องคำนวณเฉพาะหัวความเร็วด้านระบายเท่านั้น
พื้นที่หน้าตัดของท่อ:A = π(d/2)² = 3.1416 × (0.05)² γ 0.00785 ตร.ม.
ความเร็วการไหล:v = Q/A = 0.0139 / 0.00785 data 1.77 ม./วินาที
หัวความเร็ว:ความเร็ว = v²/(2g) = (1.77)²/(2×9.81) data 3.13 / 19.62 data 0.16 m
⚠️ หมายเหตุ: หากเส้นผ่านศูนย์กลางท่อดูดและท่อระบายต่างกัน ควรคำนวณความแตกต่างของความเร็ว: (v₂² - v₁²)/(2g)
ใช้สูตรดาร์ซี-ไวส์บาค:แรงเสียดทาน = f × (L/d) × (v²/(2g))
ทดแทนข้อมูล:
แรงเสียดทาน = 0.02 × (100/0.1) × 0.16 = 0.02 × 1,000 × 0.16 = 3.2 ม.
✅ การแจ้งเตือนที่สำคัญ: ข้อความต้นฉบับคำนวณผลลัพธ์ไม่ถูกต้องเป็น 32 ม. ค่าจริงควรเป็น 3.2 ม. ข้อผิดพลาดนี้จะนำไปสู่การเลือกปั๊มขนาดใหญ่เกินไป ส่งผลให้เสีย!
🔧 เคล็ดลับ: ความยาวท่อ 100 ม. ควรรวม "ความยาวเท่ากัน" ของวาล์วและข้องอด้วย (เช่น ข้องอ 90° หนึ่งข้อ กลับไปยังท่อตรง 3 ม.)
Htotal = Hstatic + Hpressure + Hvelocity + Hfriction = 15 + 20.4 + 0.16 + 3.2 = 38.76 m
📌 คำแนะนำทางวิศวกรรม: สำรองมาร์จิ้น 5%~10% เมื่อเลือกปั๊ม ขอแนะนำให้เลือกปั๊มหอยโข่งที่มีหัวพิกัด ≥ 40~42 ม.
| เครื่องมือ | วัตถุประสงค์ |
|---|---|
| แผนภูมิมู้ดดี้ | กำหนดปัจจัยการเสียดสี f อย่างแม่นยำตามหมายเลข Reynolds และความหยาบของผนังท่อ |
| ตารางความยาวเทียบเท่าข้อต่อฟิตติ้ง | แปลงข้อศอก วาล์ว ฯลฯ ให้เป็นความยาวท่อตรงเพื่อรวมไว้ในการคำนวณ Hf |
| เครื่องคิดเลขออนไลน์ | เช่น Engineering ToolBox, Pump-Flo เพื่อการตรวจสอบผลลัพธ์ที่รวดเร็ว |
| วิธีเกจวัดแรงดันที่ไซต์งาน | สำหรับระบบที่มีอยู่ สามารถคำนวณส่วนหัวย้อนหลังได้โดยใช้สูตร:H = (Pd - Ps)/(ρg) + Δz + (vd² - vs²)/(2g) |
| ความเข้าใจผิด | ความเข้าใจที่ถูกต้อง |
|---|---|
| ❌ “หัวมันกดดัน” | ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของท่อเหล็ก (f): 0.02 (ค่าทั่วไปหาได้จาก Moody Chart) |
| ❌ ละเลยการสูญเสียแรงเสียดทาน | ✅ ในท่อยาวหรือท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก Hf คิดเป็นมากกว่า 20% ของเฮดทั้งหมด |
| ❌ ละเว้นหัวความเร็ว | ✅ ไม่สามารถละเลยได้ในระบบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและมีอัตราการไหลสูง (โดยเฉพาะเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางท่อดูด/จ่ายแตกต่างกัน) |
| ❌ใช้ระยะห่างระหว่างทางเข้าปั๊มและทางออกแทนความแตกต่างของความสูงของระดับของเหลว | ✅ หัวสถิตย์ต้องเป็นระยะแนวตั้งระหว่างระดับของเหลว |
| ❌การใช้ความหนาแน่นของน้ำเมื่อขนส่งผลิตภัณฑ์น้ำมัน | ✅ สำหรับของเหลวที่ไม่ใช่น้ำ ควรแก้ไขการคำนวณตามความหนาแน่นจริง ρ และความหนืด ν |
การคำนวณหัวปั๊มแรงเหวี่ยงไม่ใช่ความท้าทายที่ผ่านไม่ได้ ตราบใดที่แบ่งออกเป็นสี่ส่วน ได้แก่ หัวปั๊มแบบคงที่ หัวแรงดัน หัวความเร็ว และหัวแรงเสียดทาน และพารามิเตอร์ต่างๆ ถูกแทนที่ด้วยทีละขั้นตอน จึงสามารถได้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ ในฐานะแบรนด์มืออาชีพในด้านอุปกรณ์ของเหลวทางอุตสาหกรรมของเทฟฟิโก้ผลิตภัณฑ์ซีรีส์ปั๊มหอยโข่งได้รับการออกแบบตามกลไกของไหลที่เข้มงวด ตรงกับความต้องการของหัวปั๊มในสถานการณ์ต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ และมีอัตราส่วนประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงและความทนทานที่มั่นคง ตอบสนองความต้องการในการเลือกและการใช้งานได้อย่างสมบูรณ์แบบหลังจากการคำนวณหัว หากต้องการรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ปั๊มหอยโข่งของ Teffiko ที่เหมาะกับสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน หรือเพื่อรับโซลูชันการเลือกแบบเฉพาะ โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา!
